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注漿泵安全閥的改進

文檔作者：徐剛文檔來源：鎮江寶城注漿設備有限公司			點擊數：
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注漿泵安全閥的改進
徐剛(鎮江寶城注漿設備有限公司，江蘇鎮江212125)
摘要：注漿泵在各種建筑施工中應用越來越廣泛，對其要
求也越來越高。注漿泵中的關鍵部件——安全閥對注漿泵的
實用性能具有重要影響作用，為了滿足各種工作環境的需求，
安全閥的改進工作也在不斷進行。文章就兩種安全閥的結構
和功能進行了對比說明，希望能對從事這一領域工作的人員提
供一定幫助。
關鍵詞：注漿泵；安全閥；改進
注漿泵是建筑施工過程中常用設備，注漿泵的注漿質量及
安全性能對注漿工程的質量、安全和效率具有決定作用，如水
利工程、隧道施工、建筑施工、橋梁建設、礦井施工、地鐵施工等
需要注漿堵水、填充空隙和加固破碎巖層的工程需要注漿泵注
漿施工的地點，更是離不開性能穩定、安全可靠的注漿設備。
隨著注漿泵施工地點環境惡劣程度不斷增加，對注漿泵的性能
要求也不斷提高，尤其是關系到注漿設備使用的關鍵部件——
安全閥也在不斷改進。
1安全閥改進
1．1安全閥改進前后結構對比
1．1．1改進前安全閥結構組成及特點
改進前安全閥結構如圖一，該結構類似于單向閥，主要組
成部件為彈簧、調節螺桿、螺座、閥座、閥芯、閥套等，其中閥座
上的／ML與閥芯的錐面之間是密封的。該結構簡單、加工方
便，適合在粘度低、不易凝固的注漿液為介質的環境下作業。
1．1．2改進后安全閥結構組成及特點
改進后的安全閥在結構上和普通的安全閥有較大差異，具
體工藝圖可參見圖二。新型安全閥組成部件為調節螺釘、壓力
表、排氣螺釘、三通、爆破膜、閥芯、油液、小閥芯、彈簧等組成。
新型安全閥在密封型式維持原狀，但增加了液壓倍增系統、爆
破膜和壓力表三個功能型系統部件。其中液壓倍增系統是在
原有閥芯的基礎上增加了小閥芯，利用大小閥芯的面積差，改
變所傳遞的作用力的大小。其中涉及到的物理原理為，液體可
以傳遞壓強，且不改變壓強的大小。根據公式F=pS，其中F為
力，P為壓強，S為受力面積。當壓強相等時，受力面積的大小決
定了力的大小。由此實現液壓倍增的目的。
乒冀一
圖一改進前安全閥工藝圖圖二改進后安全閥工藝圖
1．2安全閥改進前后功能對比
1．2．1改進前安全閥工作原理及弊端
彈簧頂針式安全閥保護原理為：注漿泵在排除漿液時，進
入空氣室的部分漿液經過閥座小孔作用在閥芯錐面上，形成向
右的作用力，而位于閥芯右邊的彈簧經過調節螺旋桿壓縮作
用，對閥芯形成向左的作用力，當閥芯所受到的向右的力較大
時，就會右移，安全閥打開，排除多于漿液傳達預警信息，同時
也起到泄壓作用，形成過載保護。
若注漿介質為高粘度，易凝固的漿液時，如水泥、黃泥等容
易在閥座部位凝固沉淀，影響安全閥內彈簧受力時的形變程度
及形變速度。若發套內死角部位沉積大量漿液，會堵塞泄壓口，
安全閥的泄壓功能和預警功能無法正常實施。若要解決問題，
需要增大閥芯處密封／ML的直徑，但也會造成彈簧直徑的增大
和彈簧鋼絲的變粗，降低安全閥對注漿泵的保護作用。另一方
面，壓力表位于空氣室上方，與漿液直接接觸，表針指數受注漿壓
力影響較大，不易穩定，若壓力過大，有可能損壞壓力表。
1．2．2改進后安全閥優勢
改進后的安全閥工作原理不變，但由于增加了三個功能型
部件，大大提高了安全閥的實用性能，這些實用性能的優勢主
要體現在以下三點：
首先，液壓倍增系統可解決彈簧承受力和彈簧體積之間的
矛盾。液壓倍增系統中的小閥芯與閥芯間的空腔里充滿油液，
在注漿泵工作時，漿液對閥芯密封錐面形成向上的作用力的同
時，也對空腔內的油液產生等大的作用力。液體可以傳遞壓
強，油液將漿施加的壓強傳遞閥芯，對小閥芯也產生一定作用
力。由于小閥芯的面積相對于閥芯而言要小得多，因此同等壓
強下，作用在小閥芯的壓力就會降低很多(可根據壓強計算公
式p=F／S推導而得)。根據液壓倍增系統工作原理可知，通過調
整閥芯與小閥芯之間的面積差，可將注漿泵排漿壓力的大小調
節到彈簧所能承受的作用力范圍內。同時，還可以通過此系統
降低排漿液對彈簧的壓力，從而改變彈簧的體積，增大彈簧的
形變幅度，提高安全閥的可靠性。
其次，安全閥下端爆破膜的增加解決了由于漿液沉積造成
壓力巨變，引起安全事故的問題。在實際施工作業過程中，由
于各種原因，需要注漿泵進行間歇性作業，在停止工作的時間
內，管路中粘度較高的漿液會凝固沉淀，堵塞管路。當再次開
機工作時，由于管路內堵塞造成壓力急劇升高，超出注漿泵承
受范圍，容易引起安全事故。在安全閥下端增加爆破膜后，在
壓力超出額定注漿壓力的瞬間，膜片可自動爆破，排除漿液，從
而保護設備，防止安全事故發生。
最后，安全閥上的壓力表延長了使用壽命。傳統注漿泵內
的壓力表直接與漿液接觸，而注漿液的壓力不穩定，很容易造
成壓力表指針在很大范圍內波動，若漿液滲透到壓力表內反饋
信號油管內，會發生凝固現象，導致壓力表失效。而安全閥上
的壓力表則利用空腔內油液傳導漿液壓強產生壓力示數，避免
漿液與壓力表的直接接觸，有效降低壓力表由于漿液凝固而損
壞的可能性，大大延長其使用壽命。
2結語
通過對注漿泵安全閥的改進，提高了注漿泵的實用性能，
不僅有效控制注漿液壓力變化對注漿泵各部件的損害，還能擴
大注漿泵適用范圍，注漿泵可以在低粘度或高粘度注漿液環境
下正常停止或啟動。值得注意的是，在改進過程中，要注意油
液的密封性、在加工各種閥芯的外圓面和閥體的內孔時注意精
準度；另外應注意排查空腔內油液中是否含有空氣，保證油液
傳遞壓強的準確性。
參考文獻：
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萬方數據

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